USCS – UNIVERSIDADE MUNICIPAL DE SÃO CAETANO DO SUL
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO EM COMPUTAÇÃO
DEMETRIO FONTES DE LOS RI...
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TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO EM COMPUTAÇÃO
DEMETRIO FONTES DE LOS RI...
Ficha Catalográfica
DEMETRIO FONTES DE LOS RIOS
JONATA TADEU RIBEIRO
LEANDRO DE MOURA FÉ
LEANDRO POSTIGO ZANOLLA
ESTUDO DE CASO: PROPOSTA DE O...
RESUMO
Este trabalho apresenta um estudo de caso numa empresa de varejo, onde será
proposta a automatização no processo de...
ABSTRACT
This paper presents a case study in a retail company, where it is proposed to automate
the process of inventory c...
Lista de Figuras
Figura 1 – Comparação entre RFID x Código de Barras.........................................................
Figura 33 – Identificação na trilha para representar o fim do processo................................................. 51...
GLOSSARIO
A - Ampère, unidade de corrente elétrica.
API - Application Program Interface, interface de Programação de Aplic...
RFID - Radio Frequency Identify, Identificador de rádio frequência.
rpm - Rotações por minuto, unidade de medição de rotaç...
Sumário
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................
5.2.1 Etiquetagem ...........................................................................................................
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1 INTRODUÇÃO
1.1OBJETIVOS
O objetivo é estabelecer um meio seguro, confiável e eficaz de contagem de
produtos utilizando...
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Este trabalho visa abordar aspectos mercadológicos, nos quais serão abordados
mais profundamente em Acurácia e Nível de...
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Os alemães então descobriram que se os seus pilotos girassem seus aviões quando
estivessem retornando à base iriam modi...
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departamento de energia para desenvolver um sistema para rastrear materiais nucleares.
Um grupo de cientistas idealizou...
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A maior diferença entre eles está em seus conceitos, enquanto o código de barras
armazena pouca informação e o leitor t...
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2.3.1 Transponder (tag)
“O transponder representa o dispositivo que carrega os dados reais de um sistema de
RFID. Consi...
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determinadas características de produtos. Abaixo um exemplo de uma tag que é muito
utilizada no mercado na figura 3.
Ex...
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Figura 4 – Classes Padrão EPC
Fonte: Junior, 2009
Conforme figura 4 acima, notam-se seis tipos de classes do padrão EPC...
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2.3.2 Transceiver (Leitor)
De acordo com a publicação em [UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE
JANEIRO... (entre 2005 e 2010)...
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Figura 6 – Funcionamento do RFID
Fonte: [CONGRESSO BRASILEIRO DE RFID, 2012]
A ilustração citada acima é um exemplo do ...
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2.5 ETIQUETA UTILIZADA E CUSTO
Dentre todas as opções de etiquetas disponíveis no mercado, a equipe optou por
uma etiqu...
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Comunicação Criptografada (alta segurança).
Funcionamento na banda ISM de 2.4 GHZ (não necessita licença).
Sensor de de...
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Conforme [BENTES, 2011], o Arduíno é uma ferramenta que torna os
computadores capazes de detectar e controlar elementos...
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Abaixo na figura 9 encontra-se a imagem de um micro controlador Arduíno.
Figura 9 – Placa Micro controlador Arduíno
Fon...
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Figura 10 – Características do micro controlador Arduíno
Fonte: ANDRÉ, 2010
Esse micro controlador pode ser alimentado ...
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Especificação:
Alimentação: +5 v
Temperatura de funcionamento: 0° C
5 Fios de cobre
Tipo de Saída: Digital.
3.2.3 Leito...
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Program Interface/ Software development kit ou Interface de Programa Aplicativo/ Kit de
Desenvolvimento de Software) de...
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Máxima corrente requerida: 1 A
Responsável pela locomoção do robô, esse componente é totalmente preparado para
comporta...
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fosse um disco rígido para o Windows, ou seja, possui FAT, diretórios, arquivos e etc.
Além destes detalhes, a sua liga...
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A figura 15 abaixo demonstra o consumo máximo de cada componente a fim de
determinar a carga total do robô para especif...
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Figura 16 – Pilha Sony
Fonte: Mercado Livre (2012b)
3.4.2 Calculo da Duração da Pilha x Consumo do robô
Calculando a du...
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4.1 CONHECENDO A EMPRESA
A Empresa foco de estudo de caso se chama Rebal. Fundada em 1971, atualmente
localizada na cid...
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O principal quesito que será trabalhado em cima deste fator acima citado, segundo
[Bertaglia, 2009 pág. 334], será o ní...
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Figura 17 – Layout Rebal
Fonte – Empresa Rebal
4.3 METODOLOGIA DE INVENTÁRIO APLICADA
O conceito que será abordado é ap...
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controle especifico e a partir de uma possível diferença, é ajustado o saldo vigente ao novo
saldo.
4.3.1 Tempo
Utiliza...
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5.1 A APLICAÇÃO DA TECNOLOGIA NO NEGÓCIO
Segundo [Gomes et. al, 2004]. A implantação da Tecnologia de RFID para control...
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Dividiremos a implementação da proposta em 3 partes. Sendo elas, a etiquetagem
das TAGs RFID nos produtos, a preparação...
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Identificamos como melhoria a questão da segurança das TAGs RFID, pois através
dessa proposta, a garantia de que a TAG ...
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seguir garantindo a leitura de todas as etiquetas. A figura 22 a seguir define o caminho
traçado pelo robô.
Figura 22– ...
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Figura 23 – Layout de estoque com a linha base
Fonte do Autor
Definimos como dimensão dessa linha base pelo menos 90cm ...
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B. Linhas Laterais Brancas
A. Linha Central Preta
Figura 24 – Linhas guias
Fonte do Autor
A. Linha Central (Preta)
A li...
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Figura 25 – Layout com linhas guias
Fonte do Autor
Definimos como dimensão dessas linhas base pelo menos 3cm de largura...
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Figura 26 – Identificação/Representação de um Checkpoint
Fonte do Autor
Cada checkpoint deverá ser devidamente identifi...
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Conforme descrito no item 3.2.4 o raio R da roda do carrinho é de 3,25cm e seu
RPM sem carga é de 100 RPM, portanto com...
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áreas maiores utilizando apenas uma antena, tornando desnecessário investimento em
diversas antenas e estudos de cobert...
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Este arquivo também conterá TAGs de identificação para abertura (início de
leitura), além das informações também existi...
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arquivo
Informações do conteúdo do arquivo:
Registro Conteúdo Observação Exemplo
ABERTURA [READ] Tag de identificação
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5.4.2.2 – Exemplo da proposta em funcionamento
Para melhor entendimento, vamos demonstrar um caso de uso da ferramenta.
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Considerando o ambiente de layout/configuração da Figura 28 abaixo:
Figura 28 – Cenário de exemplo do funcionamento da ...
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Figura 29 – Cenário de exemplo com robô posicionado no inicio da trilha
Fonte do Autor
A partir deste momento, o robô c...
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Figura 30 – Robô em funcionamento e recebendo informações das TAGs RFID
Fonte do Autor
Quando passar por um checkpoint,...
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Figura 31 – Consolidação das informações
Fonte do Autor
Para identificar o fim do processo de contagem e parada do robô...
51
Figura 33 – Identificação na trilha para representar o fim do processo
Fonte do Autor
Quando houver qualquer tipo de in...
52
Figura 34 – Fluxograma do processo da proposta
Fonte do Autor
53
6 CONCLUSÃO
Após realizarmos o estudo de caso identificamos fatores que podem ser melhorados
visando os aspectos financ...
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Referências Bibliografias
ANDRÉ, Arduíno Uno. 2010. Disponível em http://multilogica-shop.com/Arduino-Uno.
Acesso em 23...
55
MERCADO LIVRE, Pilha Recarregável. 2012b. Disponível em:
http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-449755970-pilha-recarre...
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Este trabalho apresenta um estudo de caso numa empresa de varejo, onde será proposta a automatização no processo de controle de inventário de estoque. Inicialmente foi feito um estudo sobre o cenário atual, ou seja, a metodologia de controle de inventário de estoque vigente. Baseado nessa análise identificou-se alguns fatores que podem ser melhorados com a proposta de otimização, atacando o problema foco desta monografia. A fim de aperfeiçoar o processo, será proposto um controle rígido da quantidade física dos produtos, para que não tenha defasagem dos mesmos no saldo de estoque e principalmente que não haja intervenção humana acarretando possíveis erros humanos. Por fim, para tornar o processo mais funcional, serão acoplados aos produtos etiquetas RFID, onde serão lidas por uma antena móvel que será acoplada a um robô móvel, que percorrerá todo o espaço físico da loja.
Palavras-chave: robô móvel; RFID; inventário.

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  1. 1. USCS – UNIVERSIDADE MUNICIPAL DE SÃO CAETANO DO SUL TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO EM COMPUTAÇÃO DEMETRIO FONTES DE LOS RIOS JONATA TADEU RIBEIRO LEANDRO DE MOURA FÉ LEANDRO POSTIGO ZANOLLA ESTUDO DE CASO: PROPOSTA DE OTIMIZAÇÃO NO CONTROLE DE INVENTÁRIO NUMA EMPRESA DE VAREJO SÃO CAETANO DO SUL 2012
  2. 2. USCS – UNIVERSIDADE MUNICIPAL DE SÃO CAETANO DO SUL TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO EM COMPUTAÇÃO DEMETRIO FONTES DE LOS RIOS JONATA TADEU RIBEIRO LEANDRO DE MOURA FÉ LEANDRO POSTIGO ZANOLLA ESTUDO DE CASO: PROPOSTA DE OTIMIZAÇÃO NO CONTROLE DE INVENTÁRIO NUMA EMPRESA DE VAREJO Monografia apresentada no curso de graduação à Universidade Municipal de São Caetano do Sul, para conclusão do curso de Ciências da Computação. Orientação: Professor Oswaldo Fernandes SÃO CAETANO DO SUL 2012
  3. 3. Ficha Catalográfica
  4. 4. DEMETRIO FONTES DE LOS RIOS JONATA TADEU RIBEIRO LEANDRO DE MOURA FÉ LEANDRO POSTIGO ZANOLLA ESTUDO DE CASO: PROPOSTA DE OTIMIZAÇÃO NO CONTROLE DE INVENTÁRIO NUMA EMPRESA DE VAREJO Área de Concentração Data de Defesa: Resultado: ____________________________ BANCA EXAMINADORA
  5. 5. RESUMO Este trabalho apresenta um estudo de caso numa empresa de varejo, onde será proposta a automatização no processo de controle de inventário de estoque. Inicialmente foi feito um estudo sobre o cenário atual, ou seja, a metodologia de controle de inventário de estoque vigente. Baseado nessa análise identificou-se alguns fatores que podem ser melhorados com a proposta de otimização, atacando o problema foco desta monografia. A fim de aperfeiçoar o processo, será proposto um controle rígido da quantidade física dos produtos, para que não tenha defasagem dos mesmos no saldo de estoque e principalmente que não haja intervenção humana acarretando possíveis erros humanos. Por fim, para tornar o processo mais funcional, serão acoplados aos produtos etiquetas RFID, onde serão lidas por uma antena móvel que será acoplada a um robô móvel, que percorrerá todo o espaço físico da loja. Palavras-chave: robô móvel; RFID; inventário.
  6. 6. ABSTRACT This paper presents a case study in a retail company, where it is proposed to automate the process of inventory control inventory. Initially a study was done on the current scenario, ie the method of inventory control inventory current. Based on this analysis we can identify some factors that can be improved with the proposed optimization, attacking the problem focus of this monograph. In order to improve the process, will be proposed strict control of the physical quantity of the products, so you do not have the same gap in the balance of stock and especially that no manual intervention leading to possible human errors. Finally, to make the process more functional products are coupled to the RFID tags, which are read by a mobile antenna which is coupled to a mobile robot, which traverse the whole space of the store. Keywords: mobile robot; RFID; inventory
  7. 7. Lista de Figuras Figura 1 – Comparação entre RFID x Código de Barras....................................................................... 13 Figura 2 – Tags RFID Passivos e Tags RFID Ativos............................................................................ 14 Figuras 3 – Tags RFID –Especiais para Plástico................................................................................... 15 Figura 4 – Classes Padrão EPC ............................................................................................................. 16 Figura 5 – Leitor RFID.......................................................................................................................... 17 Figura 6 – Funcionamento do RFID...................................................................................................... 18 Figura 7 – Funcionamento da cadeia do RFID...................................................................................... 18 Figura 8 – Tag RFID ATIVA................................................................................................................ 19 Figura 9 – Placa Micro controlador Arduíno......................................................................................... 22 Figura 10 – Características do micro controlador Arduíno ................................................................... 23 Figura 11 – Placa Seguidora de Linha................................................................................................... 23 Figura 12 – Leitor de RFID................................................................................................................... 24 Figura 13 – Base Móvel ........................................................................................................................ 25 Figura 14 – PenBs ................................................................................................................................. 26 Figura 15 – Especificação das Correntes dos Componentes do Robô................................................... 28 Figura 16 – Pilha Sony .......................................................................................................................... 29 Figura 17 – Layout Rebal...................................................................................................................... 32 Figura 18 – Detalhamento de Custos..................................................................................................... 33 Figura 19– Organograma de Empresas ................................................................................................. 34 Figura 20 – Seqüência de Recebimento de Material ou Produto........................................................... 35 Figura 21– Layout de estoque ............................................................................................................... 36 Figura 22– Layout de estoque com definição do trajeto do robô contador .......................................... 37 Figura 23 – Layout de estoque com a linha base.................................................................................. 38 Figura 24 – Linhas guias ....................................................................................................................... 39 Figura 25 – Layout com linhas guias..................................................................................................... 40 Figura 26 – Identificação/Representação de um Checkpoint ................................................................ 41 Figura 27 – Layout com os Checkpoints ............................................................................................... 41 Figura 28 – Cenário de exemplo do funcionamento da ferramenta....................................................... 47 Figura 29 – Cenário de exemplo com robô posicionado no inicio da trilha.......................................... 48 Figura 30 – Robô em funcionamento e recebendo informações das TAGs RFID ................................ 49 Figura 31 – Consolidação das informações........................................................................................... 50 Figura 32 – Representação das linhas guias para identificação do fim do processo ............................. 50
  8. 8. Figura 33 – Identificação na trilha para representar o fim do processo................................................. 51 Figura 34 – Fluxograma do processo da proposta................................................................................. 52
  9. 9. GLOSSARIO A - Ampère, unidade de corrente elétrica. API - Application Program Interface, interface de Programação de Aplicativos. ASCII - American Standard Code for Information Interchange, cógido padrão americano para troca de informações. B - Byte, geralmente unidade de memória de dispositivos. c - centi, multiplicador por 10^-2, ex: 1cm = 0,01m. CLP - Controlador Lógico Programável. DC - Direct Current, Corrente contínua. EAN - European Article Numeric, equivalente ao UPC (código universal do produto) americano. EPC - Eletronic Product Code, código do produto eletrônico. f - força, conceito da física. FAT - File Allocation Table, tabela de alocação de arquivos. g - grama, unidade de massa. G - Giga, multiplicador por 10^9, ex: 1 GHz = 1000000000Hz. Hz - Unidade de medida de Frequência. IBM - International Business Machines, empresa americana. ICSP - In Circuit Serial Program, programação serial no circuito. IFF - Identify Friend or Foe - identificador ativo de contra inimigo. ISM - Industrial-Scientific-Medical, indústria científica-médica. ISO - International Organization for Standardization, norma internacional de padronização. K - Kilo, multiplicador por 10^3, ex: 1 KHz = 1000Hz. LED - light-emitting diode, diodo emissor de luz. m - metro, unidade de medida. m - mili, multiplicador por 10^-3, ex: 1mA = 0,001A. M - Mega, multiplicador por 10^6, ex: 1 MHz = 1000000Hz. PWM - Pulse Width Modulation, modulação por largura de pulso. SDK - Software Development Kit, kit de desenvolvimento de software. SMA - Shape Memory Alloy, Liga com Memória de Forma. RF - Radio Frequency - Radio frequência.
  10. 10. RFID - Radio Frequency Identify, Identificador de rádio frequência. rpm - Rotações por minuto, unidade de medição de rotação de motores. TAG - o Transponder da tecnologia RFID. UHF - Ultra High Frequency - Ultra alta frequência. USB - Universal Serial Bus, conexão de barramento universal para dispositivos. v - Volts, unidade de tensão elétrica.
  11. 11. Sumário 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 9 1.1OBJETIVOS....................................................................................................................................... 9 1.2 IDEIA CENTRAL DO TRABALHO ............................................................................................... 9 1.3 PROBLEMA FOCO DO ESTUDO .................................................................................................. 9 1.4ASPECTOS ABORDADOS .............................................................................................................. 9 1.4.1 Acurácia x Nível de Serviço ao Cliente............................................................................................ 9 1.4.2 Tecnologia RFID ............................................................................................................................ 10 2 RFID ............................................................................................................................................... 10 2.1 HISTÓRIA DO RFID ........................................................................................................................... 10 2.2 RFID X CÓDIGO DE BARRAS .................................................................................................... 12 2.3 COMPONENTES............................................................................................................................ 13 2.3.1 Transponder (tag)......................................................................................................................... 14 2.3.1.1 Características ................................................................................................................... 14 2.3.1.2 Padrão de Comunicação.................................................................................................... 15 2.3.1.3 Frequências de Operação.................................................................................................. 16 2.3.2 Transceiver (Leitor)....................................................................................................................... 17 2.4 ENTENDENDO O FUNCIONAMENTO DO RFID...................................................................... 17 2.5 ETIQUETA UTILIZADA E CUSTO ............................................................................................. 19 3 ROBÓTICA ...................................................................................................................................... 20 3.1 PLATAFORMA ARDUÍNO........................................................................................................... 20 3.2 O ROBÔ MÓVEL APLICADO AO PROJETO............................................................................. 21 3.2.1 Micro Controlador Arduíno UNO.................................................................................................. 21 3.2.2 Placa Seguidora de Linha.............................................................................................................. 23 3.2.3 Leitor de RFID ............................................................................................................................... 24 3.2.4 Base Móvel ................................................................................................................................... 25 3.2.5 Armazenamento de Dados........................................................................................................... 26 3.3 CUSTOS.......................................................................................................................................... 27 3.4 CONSUMO TOTAL DE ENERGIA DO ROBÔ............................................................................... 27 3.4.1 Bateria Utilizada ........................................................................................................................... 28 3.4.2 Calculo da Duração da Pilha x Consumo do robô......................................................................... 29 4. ESTUDO DE CASO DE CONTROLE DE INVENTÁRIO EM UMA EMPRESA DE VAREJO............................................................................................................................................... 29 4.1 CONHECENDO A EMPRESA ...................................................................................................... 30 4.2 CENÁRIO ATUAL......................................................................................................................... 31 4.3 METODOLOGIA DE INVENTÁRIO APLICADA....................................................................... 32 4.3.1 Tempo........................................................................................................................................... 33 4.3.2 Custos ........................................................................................................................................... 33 5 PROPOSTA PRINCIPAL DA APLICAÇÃO DA TECNOLOGIA NO NEGÓCIO................. 33 5.1 A APLICAÇÃO DA TECNOLOGIA NO NEGÓCIO ................................................................... 34 5.2 APLICANDO A PROPOSTA......................................................................................................... 34
  12. 12. 5.2.1 Etiquetagem ................................................................................................................................. 35 5.2.2 – Navegação do Robô................................................................................................................... 36 5.2.2.1 – Aplicação e funcionalidade da linha base....................................................................... 37 5.2.2.2 – Aplicação e funcionalidade das linhas guias................................................................... 38 5.2.2.3 – Aplicação e Funcionalidades dos Checkpoints................................................................ 40 5.2.3 – Utilizando Antenas Fixas............................................................................................................ 42 5.2.4 – Funcionamento geral da proposta ............................................................................................ 43 5.2.4.1 – Funcionamento da rotina. .............................................................................................. 43 6 CONCLUSÃO.................................................................................................................................. 53 Referências Bibliografias .................................................................................................................... 54
  13. 13. 9 1 INTRODUÇÃO 1.1OBJETIVOS O objetivo é estabelecer um meio seguro, confiável e eficaz de contagem de produtos utilizando etiquetas RFID (Radio Frequency Identify) de rádio frequência e um robô móvel que realizará a função de leitura e organização dos dados obtidos. 1.2 IDEIA CENTRAL DO TRABALHO A ideia central é obter informações consistentes com maior precisão, praticidade, dinamismo na contagem de produtos para realização do inventário de estoque de uma forma que reduza o tempo de resposta e a mão de obra. 1.3 PROBLEMA FOCO DO ESTUDO É possível estabelecer um controle de inventário implementado por um robô móvel e/ou antenas de rádio frequência sendo prático, rápido e funcional? 1.4 ASPECTOS ABORDADOS 1.4.1 ACURÁCIA X NÍVEL DE SERVIÇO AO CLIENTE
  14. 14. 10 Este trabalho visa abordar aspectos mercadológicos, nos quais serão abordados mais profundamente em Acurácia e Nível de serviço ao cliente. Segundo [ Bertaglia 2009, pag. 335-336] o nível de confiabilidade do sistema gerenciador da empresa em relação ao seu próprio inventário físico, é definido por Acurácia. E de forma a garantir que esta acurácia integre as necessidades do cliente, garante-se o nível de serviço ao cliente, que significa uma acurácia de 100%. Nos próximos capítulos serão abordados esses assuntos com mais ênfase, relacionando com o objetivo. 1.4.2 Tecnologia RFID “RFID trata-se um método de identificação automática através de sinais de rádio, onde é possível recuperar e armazenar dados remotamente através de dispositivos chamados de tags RFID.” [Ramos & Nascimento, 2007] Segundo [Santini, 2008], o RFID (Radio Frequency Identify) pode vir a substituir o código de barras na etiquetagem de produtos no mercado. De acordo com [Junior, 2006, pag.7] RFID é composto de três partes: antenas, tags e leitores. 2 RFID RFID (Radio Frequency Identify) é o sistema que será empregado neste estudo de caso, a seguir um pouco da história e suas especificações. 2.1 HISTÓRIA DO RFID Segundo [Santos, 2011], RFID tem suas raízes nos sistemas de radares utilizados na Segunda Guerra Mundial. Os alemães, japoneses, americanos e ingleses utilizavam radares, que foram descobertos em 1937 por Sir Robert Alexander Watson- Watt, um físico escocês, para avisá-los com antecedência de aviões enquanto eles ainda estavam bem distantes. O problema era identificar dentre esses aviões, qual era inimigo e qual era aliado.
  15. 15. 11 Os alemães então descobriram que se os seus pilotos girassem seus aviões quando estivessem retornando à base iriam modificar o sinal de rádio que seria refletido de volta ao radar. Esse método simples alertava os técnicos responsáveis pelo radar que se tratava de aviões alemães (esse foi, essencialmente, considerado o primeiro sistema passivo de RFID). Sob o comando de Watson - Watt, que liderou um projeto secreto, os ingleses desenvolveram o primeiro identificador ativo de contra inimigo (IFF – Identify Friend or Foe). Foi colocado um transmissor em cada avião britânico. Quando esses transmissores recebiam sinais das estações de radar no solo, começavam a transmitir um sinal de resposta, que identificava o aeroplano como Friendly (amigo). Os RFID funcionam no mesmo princípio básico. Um sinal é enviado a um transponder, um dispositivo de comunicação eletrônico que amplifica e retransmite um sinal em uma frequência diferente ou transmite de uma fonte uma mensagem pré- determinada em resposta à outra fonte pré-definida, o qual é ativado e reflete de volta o sinal (sistema passivo) ou transmite seu próprio sinal (sistemas ativos). Avanços na área de radares e de comunicação RF (Radio Frequency) continuaram através das décadas de 50 e 60. Cientistas e acadêmicos dos Estados Unidos, Europa e Japão realizaram pesquisas e apresentaram estudos explicando como a energia RF poderia ser utilizada para identificar objetos remotamente. Companhias começaram a comercializar sistemas antifurto que utilizavam ondas de rádio para determinar se um item havia sido roubado ou pago normalmente. Era o advento das etiquetas RFID denominado de “etiquetas de vigilância eletrônica” as quais ainda são utilizadas até hoje. Cada etiqueta utiliza um bit. Se a pessoa paga pela mercadoria, o bit é posto em 0 (Zero). E os sensores não dispararam o alarme. Caso o contrário, o bit continua em 1 (Um) e caso a mercadoria saia através dos sensores, um alarme será disparado. Mario W. Cardullo requereu a patente para uma etiqueta ativa de RFID com uma memória regravável em 23 de janeiro de 1973. Nesse mesmo ano, Charles Walton, um empreendedor da Califórnia, recebeu a patente por um transponder passivo usado para destravar uma porta sem a utilização de uma chave. Um cartão com um transponder embutido comunicava com um leitor/receptor localizado perto da porta. Quando o receptor detectava um número de identificação válido armazenado na etiqueta RFID, a porta era destravada através de um mecanismo. O governo dos Estados Unidos também tem voltado atenção para os sistemas RFID. Na década de 1970, o laboratório nacional de Los Alamos, teve um pedido do
  16. 16. 12 departamento de energia para desenvolver um sistema para rastrear materiais nucleares. Um grupo de cientistas idealizou um projeto onde seria colocado um transponder em cada caminhão transportador, o qual corresponderia com uma identificação e potencialmente outro tipo de informação, como, por exemplo, a identificação do motorista. No começo da década de 90, engenheiros da IBM desenvolveram e patentearam um sistema de RFID baseado na tecnologia UHF (Ultra High Frequency). O UHF oferece um alcance de leitura muito maior (aproximadamente 6 metros sobre condições boas) e transferência de dados mais velozes. Apesar de realizar testes com a rede de supermercados Wal-Mart, não chegou a comercializar essa tecnologia. Em meados de 1990, a IBM vendeu a patente para a Intermec, um provedor de sistemas de código de barras. Após isso, o sistema de RFID da Intermec tem sido instalado em inúmeras aplicações diferentes, desde armazéns até o cultivo. Mas a tecnologia era muito custosa comparada ao pequeno volume de vendas, e a falta de interesse internacional. O RFID utilizando UHF teve uma melhora na sua visibilidade em 1999, quando o Uniform Code Concil, o EAN internacional, a Procter & Gamble e a Gillette se uniram e estabeleceram o Auto-ID Center, no Instituto de Tecnologia de Massachusetts. Dois professores, David Brock e Sanjay Sarma, têm realizado pesquisas para viabilizar a utilização de etiquetas de RFID de baixo custo em todos os produtos feitos, e rastreá-los. A ideia consiste em colocar apenas um número serial em cada etiqueta para manter o preço baixo (utilizando-se apenas de um microchip simples que armazenaria apenas pouca informação). A informação associada ao número serial de cada etiqueta pode ser armazenada em qualquer banco de dados externo, acessível inclusive pela Internet. 2.2 RFID X CÓDIGO DE BARRAS RFID possui uma tecnologia de identificação por sinais de rádio, mais conhecido como radio frequência, sem a necessidade de fios para troca de dados entre dispositivos móveis. RFID fisicamente falando, é uma etiqueta com uma antena e um chip mantido por algum material específico. Código de barras, segundo [Rocha, entre 2005 e 2010], é um conjunto de barras monocromáticas que representam letras e números que o leitor os interpreta.
  17. 17. 13 A maior diferença entre eles está em seus conceitos, enquanto o código de barras armazena pouca informação e o leitor tem que estar próximo para realizar a leitura, o RFID pode armazenar grandes quantidades de informações e não necessariamente o leitor precisa estar próximo da TAG (Bastos; Silva, 2007). Segue abaixo a figura 1 que demonstra um comparativo entre etiquetas RFID e Código de Barras. Figura 1 – Comparação entre RFID x Código de Barras Fonte: (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO... [entre 2005 e 2010]). Nesse comparativo entre RFID e Código de Barras, apresenta-se uma série de fatores favoráveis à tecnologia RFID, como por exemplo, alta vida útil e segurança dos dados. 2.3 COMPONENTES Concordamos com [UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO... (entre 2005 e 2010)] quando foi dito: “o RFID é composto basicamente por elementos de captação dos dados, executado por um leitor, e um elemento que emite sinais para o leitor tanto ativamente como passivamente, o transponder, ou tag.”
  18. 18. 14 2.3.1 Transponder (tag) “O transponder representa o dispositivo que carrega os dados reais de um sistema de RFID. Consiste normalmente de uma antena e um microchip eletrônico.” [UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO... (entre 2005 e 2010)] 2.3.1.1 Características Os transponders ou tags são os equivalentes ao código de barras, com a função de armazenar os dados reais dos produtos. São construídos por uma antena e um microchip (micro placa eletrônica) e dependendo se emitem ou não sinais espontaneamente são classificados como ativos ou passivos, conforme figura 2 abaixo: Figura 2 – Tags RFID Passivos e Tags RFID Ativos Fonte: (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO [entre 2005 e 2010]) No mercado existe uma enorme variedade de tags para diversos ramos, pode-se citar: Hospitais (Controle de Enxovais), Logística e Distribuição (Controle de Recebimento), Varejo (Controle de Ativos) e Tecnologia da Informação (Controle de Acesso de Pessoas). Ressalta-se também que existem etiquetas especificas para
  19. 19. 15 determinadas características de produtos. Abaixo um exemplo de uma tag que é muito utilizada no mercado na figura 3. Exemplo: Tag específica para Plástico Figuras 3 – Tags RFID –Especiais para Plástico Fonte: RRETIQUETAS, 2012. Essa figura demonstra uma Tag especifica para materiais plásticos na sua aplicabilidade e suas dimensões. Abaixo as especificações: Produto: Carrier Aplicação: Caixas retornáveis, palletes e contêineres Memória de usuário (bits): 512 Faixa de freqüência: 860-960 MHz Superfícies aplicáveis: Plásticas Fabricante: Confidex 2.3.1.2 Padrão de Comunicação “o EPC (Eletronic Product Code) foi um padrão criado para tentar padronizar o RFID visando a troca de informações entre indústria – distribuição - varejo – consumidor. Existem outros padrões como a norma ISO, por exemplo, mas por disponibilidade de fontes de consulta, o padrão EPC foi definido para elaboração do projeto. O EPC é um padrão dividido em várias classes, conforme mostra a figura abaixo:” (JUNIOR, 2006) A figura 4 abaixo representa as classes do padrão EPC Global.
  20. 20. 16 Figura 4 – Classes Padrão EPC Fonte: Junior, 2009 Conforme figura 4 acima, notam-se seis tipos de classes do padrão EPC Global, cada uma com suas particularidades, entretanto visando especificadamente o custo benefício à classe que se enquadra melhor nesse Estudo de Caso é a Classe 4, pois cada produto distinto terá uma correlação de tags com respectivos identificadores únicos já definidos pelo fabricante. 2.3.1.3 Frequências de Operação Sistemas RFID, segundo [UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO... (entre 2005 e 2010)], operam por frequências de rádio, para não atrapalhar frequências de outros serviços que também utilizam ondas de rádio, tais como polícias, controle de tráfego aéreo e marítimo, por exemplo, foram definidos padrões de faixa de frequência de operação para o RFID. Sistemas de Baixa Frequência (30KHZ a 500KHZ) – Para curta distância de leitura e de baixo custo operacional. Sistemas de Alta Frequência (850MHZ a 950MHZ e 2,4GHz a 2,5GHz) – Para leitura em médias e longas distâncias.
  21. 21. 17 2.3.2 Transceiver (Leitor) De acordo com a publicação em [UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO... (entre 2005 e 2010)]. “[...] o leitor é o dispositivo que ativa a tag para extrair suas informações localizadas na memória. Seu funcionamento não difere muito do leitor de código de barras, a grande vantagem está no fato do leitor de RFID não precisar estar próximo da tag para realizar a leitura e a capacidade de ler várias tags por vez.” Abaixo a figura 5 ilustra um leitor RFID. Figura 5 – Leitor RFID Fonte: [UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO (entre 2005 e 2010)] 2.4 ENTENDENDO O FUNCIONAMENTO DO RFID Basicamente o funcionamento do RFID segundo [CONGRESSO BRASILEIRO DE RFID, 2012] é composto por um transceptor ou leitora que transmite uma onda de frequência de rádio através de uma antena para um transponder, mais conhecido por tag. O tag absorve a onda de RF e responde com alguma informação que é gerenciada por um sistema computacional. As leitoras, ou transceptores, operam em conjunto com antenas e, através de um sinal de rádio, conversam com os transponder, ou tags, para a troca de informações. Abaixo se encontra a figura 6 mostrando um exemplo ilustrativo do funcionamento citado.
  22. 22. 18 Figura 6 – Funcionamento do RFID Fonte: [CONGRESSO BRASILEIRO DE RFID, 2012] A ilustração citada acima é um exemplo do funcionamento teórico, atualmente existem funcionamentos mais robustos onde se pode mapear a comunicação em cadeia desde a tag em um produto no estoque até o usuário final em velocidade real, demonstrado na figura 7 abaixo. Figura 7 – Funcionamento da cadeia do RFID Fonte: [CONGRESSO BRASILEIRO DE RFID, 2012]
  23. 23. 19 2.5 ETIQUETA UTILIZADA E CUSTO Dentre todas as opções de etiquetas disponíveis no mercado, a equipe optou por uma etiqueta ATIVA, pois comparada com as tags PASSIVAS tem-se várias vantagens quando relacionado com a proposta de aplicação. A principal vantagem é à distância em que o leitor poderá identificar a tag ativa, diferentemente da tag passiva onde essa distância é bem limitada. Além de que a etiqueta abaixo foi praticamente a única encontrada no mercado com uma versão especifica para metais, pois de acordo com a necessidade da aplicação utilizando um caso de uso de uma empresa de equipamentos industriais, isso é extremamente importante. Quando se imagina a aplicação, considerando que a leitora RFID estará localizada em um robô móvel, ou até mesmo em pontos fixos e estratégicos, necessitasse que a tag RFID fosse ATIVA, pois a distância da leitora RFID sempre será considerável. Assim, definimos utilizar a Tag RFID de modelo ATIVE50. Figura 8 – Tag RFID ATIVA Fonte: [RFID CONTROL, 2012] Detalhes: Baixo Custo Bateria longa duração.
  24. 24. 20 Comunicação Criptografada (alta segurança). Funcionamento na banda ISM de 2.4 GHZ (não necessita licença). Sensor de deslocamento / vibração opcional- aumentando assim a segurança do ativo monitorado. Aviso de autonomia de bateria (enviado à leitora). 3 ROBÓTICA Concordamos com [FERREIRA, 2008] quando ele afirma que a robótica é a ciência ou o estudo da tecnologia associado com o projeto, fabricação, teoria e aplicação dos robôs. A palavra robótica foi utilizada primeiramente impressa na história de ficção científica de Isaac Asimov "Liar!" (1941). Nela, o autor se refere às 'três regras da robótica' que posteriormente se tornaram as "Três Leis da Robótica" na publicação de ficção Eu, Robô. A robótica requer conhecimentos sobre eletrônica, mecânica e software. A parte mecânica requer conhecimentos sobre cinemática, pneumática, hidráulica e a parte eletrônica e de programação, conhecimentos sobre o tipo de unidade processadora a ser utilizado, que podem ser micro controlador ou CLPs ( Controlador Lógico Programável ). O processo padrão de criação de robôs começa pela exploração dos sensores, algoritmos e atuadores que serão requeridos para o projeto. Algumas ideias como a relação entre o peso do robô e sua fonte de alimentação primária também são decisivas para o projeto. Após a base mecânica estar montada, os sensores e as outras entradas e saídas do robô são conectados a um dispositivo que tomará as decisões, sendo mais comum o uso de um micro controlador como unidade de processamento. Este circuito avalia os sinais de entrada e calcula a resposta apropriada para cada combinação, enviando sinais aos atuadores de modo a causar uma ação ou reação. 3.1 PLATAFORMA ARDUÍNO
  25. 25. 21 Conforme [BENTES, 2011], o Arduíno é uma ferramenta que torna os computadores capazes de detectar e controlar elementos do mundo físico. É uma plataforma open-source de computação física baseada em um micro controlador a bordo de uma placa simples, além de um ambiente de desenvolvimento para escrever softwares para a placa. O Arduíno pode ser utilizado para desenvolver objetos autônomos ou iterativos (como um sistema de controle que necessita de acesso aos objetos do mundo físico), tomando as entradas a partir de uma variedade de sensores ou switches e controlando atuadores como LEDs, servos-motores, relés ou outros tipos de saída. Os projetos podem ser autônomos baseados na rotina escrita para o micro controlador ou podem se comunicar com um software em execução no computador. Essa tecnologia tende a crescer no mercado, pois existe uma série de vantagens que o beneficiam ex: Preço relativamente baixo, programação em multiplataforma, Open Source e capacidade de expansão. Segundo [André, 2010], O Arduíno Uno é uma placa de micro controlador baseado no ATMEGA328 (datasheet). Ele tem 14 pinos de entrada/saída digital (dos quais 6 podem ser usados como saídas PWM), 6 entradas analógicas, um cristal oscilador de 16MHz, uma conexão USB, uma entrada de alimentação uma conexão ICSP e um botão de reset. Ele contém todos os componentes necessários para suportar o micro controlador, basta conectar a um computador pela porta USB ou alimentar com uma fonte adequada. 3.2 O ROBÔ MÓVEL APLICADO AO PROJETO Para o projeto propõe-se implementar um robô que realizará o inventário da loja. Acoplado ao robô estará o leitor das etiquetas RFID instalada nos produtos unitariamente e no topo estará a antena para identificação das etiquetas. A sua locomoção será através de uma base móvel com rodas, que seguirão uma linha já determinada preta e branca, percorrendo todo o espaço da loja. A seguir a especificação de todos os componentes que possuem total integração com o Arduíno necessário para a construção do robô que será utilizado nesse estudo de caso. 3.2.1 Micro Controlador Arduíno UNO
  26. 26. 22 Abaixo na figura 9 encontra-se a imagem de um micro controlador Arduíno. Figura 9 – Placa Micro controlador Arduíno Fonte: ANDRÉ, 2010 Responsável por todo o processamento e controle de entradas e saídas. Abaixo a figura 10 com as principais características do micro controlador Arduíno. Micro Controlador ATmega 328 Voltagem Operacional 5V Voltagem de entrada (recomendada) 7-12V Voltagem de entrada (limites) 6-20V Pinos E/S digitais 14 (dos quais 6 podem ser saídas PWM) Pinos de entrada analógica 6 Corrente CC por pino E/S 40 mA Corrente CC para o pino 3,3V 50 mA Flash Memory 32 KB (ATmega328) dos quais 0,5KB são utilizados pelo bootloader SRAM 2 KB (ATmega328) EEPROM 1 KB (ATmega328) Velocidade de Clock 16 MHz
  27. 27. 23 Figura 10 – Características do micro controlador Arduíno Fonte: ANDRÉ, 2010 Esse micro controlador pode ser alimentado pela conexão USB ou com uma fonte de alimentação externa (pilha). Segundo [André, 2010] O ambiente de desenvolvimento do Arduíno torna fácil escrever o código e enviar para a placa de entrada e saída. Pode ser codificado em Windows, Mac OS X e Linux. O ambiente de programação é escrito em Java e baseado em Processing, avr-gcc e outros softwares de código livre. 3.2.2 Placa Seguidora de Linha A figura 11 a seguir representa um exemplo de uma placa seguidora de linha. Figura 11 – Placa Seguidora de Linha Fonte: Mercado Livre (2012a). Com esse sensor pode-se construir um robô que segue uma linha no chão e consegue detectar as cores pretas. Acompanham 3 sensores infrared em um mesmo circuito o que facilita bastante a programação.
  28. 28. 24 Especificação: Alimentação: +5 v Temperatura de funcionamento: 0° C 5 Fios de cobre Tipo de Saída: Digital. 3.2.3 Leitor de RFID A seguir a figura 12 ilustra um exemplo de leitor de RFID. Figura 12 – Leitor de RFID Fonte: [RFID CONTROL, 2012] Principal componente responsável pela captura de todas as tags, esse leitor é composto basicamente por dois elementos. O primeiro é a antena que possui um alcance de 50m de raio, esse componente é responsável por captar todas as tags que emitirem o sinal para a antena e o segundo componente é o leitor que trata todas as informações emitidas pela antena que são convertidas em caracteres ASCII. Segundo [RFID CONTROL, 2012] o leitor de RFID possui conexão direta à porta USB, não necessitando assim de alimentação externa, operação é plug and play (basta conectar o dispositivo que ele já funcionará adequadamente), saída para antena adicional com conector SMA (Shape Memory Alloy ou Liga com Memória de Forma), permite aplicações de leitura setorial (combinada com antena adequada) e API/SDK (Application
  29. 29. 25 Program Interface/ Software development kit ou Interface de Programa Aplicativo/ Kit de Desenvolvimento de Software) de comunicação abertos. 3.2.4 Base Móvel A seguir a figura 13 demonstra exemplos de Base Móvel utilizadas em Robôs. Figura 13 – Base Móvel Fonte: [TATO EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS, 2012] Especificações: 2 Chapas de Acrílico uma superior e outra inferior 2 Rodas com pneu de borracha, sendo o diâmetro 6,5cm e a largura de 3cm 1 Roda Omni Direcional de Metal Parafusos e espaçadores 2 Motores Suporte p ara Pilhas (4 Pilhas AA) Especificações dos motores: Tensão: 4.5V DC Velocidade sem carga: 90+-10rpm Corrente sem carga: 190mA Torque: 800 gf.cm min.
  30. 30. 26 Máxima corrente requerida: 1 A Responsável pela locomoção do robô, esse componente é totalmente preparado para comportar todos os demais componentes citados para o projeto. 3.2.5 Armazenamento de Dados A seguir a figura 14 representa um exemplo de uma placa que pode ser acoplada ao Arduíno e assim adquire função de armazenamento de dados. Figura 14 – PenBs Fonte: [TATO EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS, 2012] Com a necessidade de armazenar dados de forma flexível e portátil. O componente citado acima é especifico para a plataforma Arduíno. Segundo [TATO EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS, 2012], o PenBS foi criado para permitir o uso de pen drives como forma de armazenamento de massa para micro controladores. Com a popularização dos pen drives no mercado, o seu preço caiu muito e hoje um modelo com 16GB de memória pode ser encontrado por menos de R$ 50,00. Esta alta capacidade de armazenamento, aliado ao seu preço baixo o torna muito atraente para o armazenamento de dados em micro controladores. E um problema que parecia insolúvel era como interligar um micro controlador e um pen drive. O pen drive funciona como se
  31. 31. 27 fosse um disco rígido para o Windows, ou seja, possui FAT, diretórios, arquivos e etc. Além destes detalhes, a sua ligação é USB o que dificulta ainda mais o seu uso em um micro controlador. O PenBS veio para fazer esta interligação entre os dois. Ele se encarrega de fazer todo o trabalho e conversões necessárias. 3.3 CUSTOS Após mostrar a relação de todos os componentes necessários para a construção do robô móvel que será utilizado no projeto, será apresentada uma relação de todos os componentes com os respectivos custos. Custo Robô Produto Quantidade Custo unitário Custo total item Leitora RFID 1 R$ 400,00 R$ 400,00 Plataforma Robô 1 R$ 120,00 R$ 120,00 Armazen. Dados 2 R$ 50,00 R$ 100,00 Arduíno 1 R$ 119,00 R$ 119,00 Leitora linha 1 R$ 69,00 R$ 69,00 Custo TAG Produto Quantidade Custo unitário Custo total item Tag RFID Ativa 300 R$ 65,00 R$ 19.500,00 Custo Total Aplicação Quantidade Valor Total Robô + Tag 305 R$ 20.308,00 3.4 CONSUMO TOTAL DE ENERGIA DO ROBÔ
  32. 32. 28 A figura 15 abaixo demonstra o consumo máximo de cada componente a fim de determinar a carga total do robô para especificar a fonte necessária de alimentação. Componente Especificação elétrica máxima (fabricante) Leitora RFID 500mA ( 5V ) Plataforma Robô ( 2 Motores ) 2000mA ( 4,5V ) Arduíno 800mA ( 5V ) Placa Seguidora de Linha 10mA ( 5V ) Total 3310mA Figura 15 – Especificação das Correntes dos Componentes do Robô Fonte do autor Baseado nos dados fornecidos acima a carga total que o circuito necessita é a soma de todas as correntes especificadas, num total de 3310mA. 3.4.1 Bateria Utilizada Após estudo sobre uma forma de obter maior rendimento de carga elétrica e de baixo custo, o grupo definiu a pilha que será utilizada nessa monografia. Levando em conta as cargas necessárias, a pilha ideal para a carga seria uma de 3310mAh. Entretanto o grupo pesquisou pilhas recarregáveis e o produto fornecido mais próximo é de 2500mAh as quais fornecerão 4,8 V para todo o sistema. O capítulo 3.2.3 a seguir ilustra que a capacidade desta pilha atende os requisitos de funcionamento. Pode-se ilustrar abaixo a pilha utilizada na figura 16.
  33. 33. 29 Figura 16 – Pilha Sony Fonte: Mercado Livre (2012b) 3.4.2 Calculo da Duração da Pilha x Consumo do robô Calculando a durabilidade obtém-se o valor da duração da pilha em relação do consumo estimado do robô: min45min60*75,0 75,0 )arg(3310 )(2500   horaduracao hora aCmA pilhamA duracao Com base no calculo acima, chega-se ao valor de 45min de autonomia do robô com as pilhas utilizadas. 4. ESTUDO DE CASO DE CONTROLE DE INVENTÁRIO EM UMA EMPRESA DE VAREJO A seguir um detalhamento sobre a empresa foco de estudo de caso dessa monografia.
  34. 34. 30 4.1 CONHECENDO A EMPRESA A Empresa foco de estudo de caso se chama Rebal. Fundada em 1971, atualmente localizada na cidade de São Caetano do Sul no Estado de São Paulo. Varejista desde sua fundação, com uma gama de produtos podendo citar: Equipamentos e Utensílios para Cozinhas Industriais, Comerciais e Domésticas, Bares, Lanchonetes, Restaurantes, Açougues, Padarias, Hotéis, Hospitais, Supermercados, Ambulantes entre outros, atendendo assim a toda área alimentícia. Controle de inventário físico e estoque vão além de simples entradas e saídas, nosso estudo de caso aborda a um supermercado de médio porte, onde teremos um terreno pré- disposto com algumas prateleiras de produtos, e contaremos com dois estoques, o estoque entre o fornecedor e a loja, onde efetuaremos etiquetagem de unidades, e o estoque entre a loja e o consumidor final, onde efetuaremos a baixa de unidades do estoque. Nosso controle de estoque se arrebata em cálculo de resultados focados na acurácia, segundo [Bertaglia, 2009, pág. 335]. É uma relação entre a quantidade existente, ou quantidade física e aquela existente no sistema ou nos controles de registros. Esses registros podem estar contidos em sistemas ou em pequenos formulários. “Manter a acurácia dos estoques em um nível elevado, ou seja, isento de erros, trará vantagens significativas para a organização” – [Bertaglia, 2009, pág. 336]. Tendo como foco ou resultado da implantação de tal tecnologia, visando trazer números mais confiáveis e facilidade para obter tal controle, com mais precisão. Segundo [Bertaglia, 2009, pág. 336]. A Determinação da acurácia e dada pela seguinte fórmula: Acurácia = (Quantidade Física / Quantidade Teórica) * 100
  35. 35. 31 O principal quesito que será trabalhado em cima deste fator acima citado, segundo [Bertaglia, 2009 pág. 334], será o nível de serviço ao cliente, que consiste em uma relação dos produtos existentes em sua prateleira e a demanda do mercado ou consumo, ou seja, tendo números reais com a tecnologia implantada, a empresa terá em mãos uma fonte de dados muito confiável, podendo tomar decisões com maior precisão e objetividade. Abaixo, um exemplo real do Conceito de Acurácia aplicado ao último Controle de Inventário realizado pela Rebal. Informações de Itens não contabilizados Tipos de Prod. Utensílios não localizados: 56 Produtos Quantidade Total não localizada: 196 unidades Total de Prejuízo: R$ 19.313,20 4.2 CENÁRIO ATUAL A empresa Rebal realiza o controle de inventário de estoque dos produtos apenas uma vez por ano, para ser mais especifico, esse processo acontece nos dois últimos dias úteis do ano. Para conclusão desse processo é estipulado um tempo máximo de 48 horas, ou seja, dois dias para inventariar toda a empresa, sendo que durante esse processo toda a loja fica fechada. Nesse estudo de caso será abordado somente o inventário de produtos disponíveis nas prateleiras da loja, onde acontece o contato dos produtos com o consumidor final. Abaixo uma figura que ilustra o Layout da empresa em especifico a loja, onde contêm diversas prateleiras no centro da figura e na parte inferior os caixas para efetuar o pagamento dos produtos. Conforme figura 17 abaixo:
  36. 36. 32 Figura 17 – Layout Rebal Fonte – Empresa Rebal 4.3 METODOLOGIA DE INVENTÁRIO APLICADA O conceito que será abordado é aplicado por diversos mercados não exclusivamente do ramo de varejo, mas também por outros segmentos. A contagem dos produtos é feita manualmente por duplas de pessoas que se intercalam para obter uma visão diferente sobre a contagem nas prateleiras de forma unitária, ou seja, uma prateleira por vez. Para cada prateleira pode ser realizada até três contagens de produtos, onde a 1° e 2° contagem são obrigatórias, caso haja alguma diferença em relação a quantidade informada então uma terceira dupla realizara a 3° contagem e o resultado dessa contagem será registrada como a quantidade final contagem. Ao final da contagem de todas as prateleiras é realizado um somatório de todas as quantidades por produtos para obter o saldo final de cada produto, após isso é feito um comparativo do saldo contado com o saldo vigente dos produtos já imputados em algum
  37. 37. 33 controle especifico e a partir de uma possível diferença, é ajustado o saldo vigente ao novo saldo. 4.3.1 Tempo Utilizando este método convencional de controle de inventário, para esta empresa em especifico o tempo total do processo, desde o início das contagens até obter o número final dos resultados é de 48 horas. 4.3.2 Custos Abaixo a figura 18 com o detalhamento sobre os custos. Faturamento de Dezembro/2011: R$ 2.338.418,16 Total de Dias Úteis no Mês de Dezembro: 22 Dias Faturamento Diário (Faturamento Mensal / Dias Úteis): 2.338.418,16 / 22 = R$106.291,73 Figura 18 – Detalhamento de Custos Fonte: Empresa Rebal Considerando que o tempo do inventário seja de 48 horas, ou seja, durante este período a loja estará fechada por conta dessa contagem, a Rebal deixará de faturar em torno de R$ 212.583,46. 5 PROPOSTA PRINCIPAL DA APLICAÇÃO DA TECNOLOGIA NO NEGÓCIO
  38. 38. 34 5.1 A APLICAÇÃO DA TECNOLOGIA NO NEGÓCIO Segundo [Gomes et. al, 2004]. A implantação da Tecnologia de RFID para controle de estoques e inventariados visa em um ambiente de fortes mudanças, onde a competitividade é constante, sempre gerar números confiáveis para o crescimento do negócio. A obtenção de informação é de suma importância, ou vital para a adaptabilidade estratégica. Segundo [Ching, 2001, pág. 90 (Nossa tradução)]. A apuração da Logística envolve duas etapas: A Primeira etapa envolve o processo que parte da venda da mercadoria do estoque 1 do fornecedor até a compra da mercadoria pela empresa, a segunda etapa se inicia pela venda dos produtos do estoque 2 à empresa e a compra dos mesmos pelo cliente final. A figura 19 abaixo mostra essa organização em organograma. Figura 19– Organograma de Empresas Fonte Ching (2002) 5.2 – APLICANDO A PROPOSTA
  39. 39. 35 Dividiremos a implementação da proposta em 3 partes. Sendo elas, a etiquetagem das TAGs RFID nos produtos, a preparação física do ambiente para a navegação do robô e o funcionamento geral da proposta. 5.2.1 Etiquetagem Será necessária a mão de obra para efetuar a etiquetagem dos produtos, e que as etiquetas sejam mais resistentes e rígidas a fim de suprir os deslocamentos e a interação da embalagem com o meio externo. O trabalho de etiquetagem dos produtos será de suma importância para manter a organização e o controle automático, ela define o resultado da implantação da nossa ferramenta. A Etiquetagem será efetuada quando o produto chegar do fornecedor a empresa sendo abertos os Pallets e etiquetando todos os produtos onde seria cadastrada juntamente com a contagem de entrada, a figura 20 demonstra esse conceito. Figura 20 – Seqüência de Recebimento de Material ou Produto Fonte: Ching (2002) É muito importante que as etiquetas estejam disponíveis nos produtos de uma forma otimizada, visando a melhor forma de onde estará o percurso do robô contador.
  40. 40. 36 Identificamos como melhoria a questão da segurança das TAGs RFID, pois através dessa proposta, a garantia de que a TAG estará “instalada” ao produto é de inteira responsabilidade da empresa cliente. 5.2.2 – Navegação do Robô Nossa proposta é que a navegação do robô seja definida através de linhas guias, que serão avaliadas e instaladas a partir do estudo de cada layout, ou seja, dependerá muito da disposição física de paletes/prateleiras de cada local aonde a proposta será implementada. Assim, primeiramente será necessário definir qual será o trajeto do robô contador. A fim de ilustrar e exemplificar a utilização da nossa proposta, mostraremos na figura 21 um layout de estoque. Paletes Figura 21– Layout de estoque Fonte do Autor Considerando o estoque ilustrado pela Figura 21, é necessário que o responsável pela implementação da funcionalidade defina qual o caminho que o robô contador deverá
  41. 41. 37 seguir garantindo a leitura de todas as etiquetas. A figura 22 a seguir define o caminho traçado pelo robô. Figura 22– Layout de estoque com definição do trajeto do robô contador Fonte do Autor Assim que definido qual o percurso que o robô irá percorrer partimos para aplicação física. 5.2.2.1 – Aplicação e funcionalidade da linha base Deverá ser aplicada uma linha base (podendo ser pintura ou adesiva) em toda a trajetória do robô. Essa linha base é essencial para as próximas aplicações (linhas guias e checkpoints). Pois ela ajudará à distinguir as linhas guias do chão do estoque, conforme mostra a figura 23.
  42. 42. 38 Figura 23 – Layout de estoque com a linha base Fonte do Autor Definimos como dimensão dessa linha base pelo menos 90cm de largura. Lembrando que a linha base deverá ser utilizada como linha contraste das linhas guias, ou seja, a linha base das linhas guias brancas deverá ser uma linha base preta, e a linha base para as linhas guias pretas, deverá ser uma linha base branca. 5.2.2.2 – Aplicação e funcionalidade das linhas guias Já com a linha base instalada, partiremos para as linhas guias. As linhas guias como o próprio nome diz, servirá para guiar o robô contador. Conforme descrito no item 3.2.2.2, o robô contador utilizara uma placa seguidora que identifica 3 linhas, podendo ser pretas ou brancas. Assim, para exemplificar adotaremos como linha principal central a linha de cor preta, e as linhas laterais, linhas de cor branca. Conforme mostra a figura 24 abaixo.
  43. 43. 39 B. Linhas Laterais Brancas A. Linha Central Preta Figura 24 – Linhas guias Fonte do Autor A. Linha Central (Preta) A linha central de cor preta é simplesmente a linha guia mestre, que definira o percurso do robô contador. É a partir dela que o robô irá se basear para seguir o caminho definido. B. Linhas Laterais (Brancas) Essas linhas laterais podem ser consideradas como linhas delimitadoras para orientação do robô. São elas que orientam se o robô deve se ajustar para direita ou esquerda. Assim, acima da linha base (figura 23) deverão ser instaladas as linhas guias, conforme exemplifica a Figura 25 abaixo:
  44. 44. 40 Figura 25 – Layout com linhas guias Fonte do Autor Definimos como dimensão dessas linhas base pelo menos 3cm de largura. 5.2.2.3 – Aplicação e Funcionalidades dos Checkpoints Os Checkpoints são “pontos” de consolidação de informações. A ideia dos checkpoints é garantirmos leituras parciais das informações, consolidando essas informações de leitura ainda na memória do robô-contador para o arquivo consolidado. Com esse mecanismo conseguimos garantir percentuais de leitura do processo total, podendo assim retomar a contagem de ultimo ponto salvo, ou seja, do ultimo checkpoint. A representação dos checkpoints será nas linhas guias, num mecanismo simples de inversão das cores. Conforme comentamos no item 5.2.2.2 acima, as linhas guias são representadas por uma linha preta central e linhas brancas laterais. Para criação/identificação de um checkpoint, basta invertemos as cores das linhas guias. Assim, um checkpoint deve ser representado por uma linha branca no centro, e linhas pretas nas laterais, conforme mostra a figura 26 B. Linhas Laterais Pretas A. Linha Central Branca
  45. 45. 41 Figura 26 – Identificação/Representação de um Checkpoint Fonte do Autor Cada checkpoint deverá ser devidamente identificado (numerados). Nossa proposta é identifica-los através de adesivos colados no chão, ao lado da representação do checkpoint na trilha, contendo a numeração do mesmo, conforme exemplificamos na figura 27. Figura 27 – Layout com os Checkpoints Fonte do Autor A definição da dimensão das linhas do Checkpoint também acompanha 3cm de largura. Nossa recomendação é que no mínimo a cada 350 metros de percurso da trilha do robô, seja implementado um checkpoint. Chegamos a essa conclusão com base nas informações abaixo:
  46. 46. 42 Conforme descrito no item 3.2.4 o raio R da roda do carrinho é de 3,25cm e seu RPM sem carga é de 100 RPM, portanto com carga admitem-se 50% da rotação, 50 RPM. Calculando o perímetro da circunferência da roda com a fórmula 2 * π * R e convertendo as rotações por minuto em metros por segundo obtém-se: sm RPMR /17,0 6000 50*25,3**2 6000 ***2   De acordo com as informações obtidas, e baseadas no cálculo da duração da pilha I no item 3.2.3, que resultou em 45 minutos ou 2700 segundos, adquire-se: min)45(2700/4592700*17,0  sms Sendo assim, para fins práticos, considerando uma margem de segurança de 20%, calculamos 459m - 20% e obtemos os 350m de percurso a cada checkpoint. Quando a rotina identificar um checkpoint através da inversão das linhas guias, ira consolidar todas as informações contidas em memória (do arduíno) para o arquivo magnético na memória flash. Abordaremos com mais detalhes esse mecanismo no próximo item 5.2.4 – Funcionamento geral da proposta. 5.2.3 – Utilizando Antenas Fixas Também identificamos a possibilidade de viabilizar o projeto utilizando antenas fixas. Tais antenas ficariam fixadas no teto ou parede do ambiente. As antenas utilizadas para essa proposta é a mesma antena utilizada no robô, conforme descreve o item 3.2.3. As TAGs RFID utilizadas também seriam as mesmas apresentadas no projeto. Porém, focamos no funcionamento do robô pois entendemos ser mais flexível, podendo ler
  47. 47. 43 áreas maiores utilizando apenas uma antena, tornando desnecessário investimento em diversas antenas e estudos de cobertura de área. 5.2.4 – Funcionamento geral da proposta Considerando todas as informações e especificações do projeto, a idéia principal é etiquetar todos os produtos desejados com as TAGs RFID ativas, em seguida preparar todo o ambiente físico para o funcionamento da leitura. Salientamos que o a dimensão da linha base 90cm de largura é o espaço necessário entre as prateleiras ou paletes para a navegação do robô. Assim, quando desejado dar início ao processo de contagem, basta posicionar o robô no início da trilha e liga-lo. Nesse momento entrará em execução a rotina de funcionamento do robô. Essa rotina será desenvolvida numa linguagem a definir, simpatizamos com a linguagem C ou Java, pois ambas são compatíveis com a tecnologia Arduíno. 5.2.4.1 – Funcionamento da rotina Iniciado a rotina, o primeiro passo será verificar o último arquivo criado na memória flash. Caso não existir nenhum, cria o arquivo magnético na memória flash incrementando um sequencial no fim do arquivo. Quanto à estrutura do arquivo magnético que conterá as informações recebidas, definimos que será de extensão TXT seguindo as definições abaixo. Padrão de nome do arquivo criado: ARQINFO_000000001.txt Onde “ARQINFO_” será sempre um nome fixo, definido pela rotina e “000000001” será sempre um numero sequencial, ou seja, sempre o numero do último arquivo na memória flash + 1 (mais um).
  48. 48. 44 Este arquivo também conterá TAGs de identificação para abertura (início de leitura), além das informações também existirá identificação dos Checkpoints realizados e a TAG de encerramento. 1. Criação do arquivo com numeração sequencial. Exemplo: ARQINF_000000002.txt 2. Escrever no arquivo magnético TAG de abertura, definida como [READ] (abre chaves, “READ”, fecha chaves) Exemplo: [READ] 3. Ao passar pelos Checkpoints, consolidar as informações obtidas, escrever informação do Checkpoint realizado e limpar a memória do Arduíno. A principio adotamos como conteúdo obtido pelas TAGs RFID Ativas que estarão nos produtos, apenas um código de identificação. Também definido como identificação do Checkpoint a TAG: [CP_999999], onde “CP_” será uma define fixa (representa “Checkpoint”) e 999999 será um numero sequencial de Checkpoint, onde representa a identificação do Checkpoint realizado. Exemplo: ID0001 ID0002 ID0003 [CP_000001] Informações do arquivo: Informação Conteúdo Observação Nome do Arquivo ARQINF_ Define fixa, representa ARQUIVO DE INFORMAÇÕES 999999999 Numero sequencial, sempre se baseia no ultimo arquivo criado + 1 (mais um). Caso não encontrado nenhum arquivo na memória FLASH, considerar como número inicial “000000001” Extensão do TXT -
  49. 49. 45 arquivo Informações do conteúdo do arquivo: Registro Conteúdo Observação Exemplo ABERTURA [READ] Tag de identificação de abertura do arquivo. [READ] DADOS IDXXXXXXX Identificação da TAG RFID recebida. Definimos que essa identificação será de acordo com o código de identificação da TAG RFID disponibilizada pelo fabricante ID0000001 ID0000002 ID0000003 . . . ID0000016 ID0000017 . . . CHECKPOINT [CP_999999] Tag de identificação de um Checkpoint. [CP_000001] . . . [CP_000002] ENCERRAMENTO [/READ] Tag de encerramento do arquivo. Sabemos identificar assim um arquivo finalizado por essa Tag. [/READ] Para exemplificar, mostraremos um exemplo de um arquivo com uma leitura completa com 3 checkpoints:
  50. 50. 46 5.4.2.2 – Exemplo da proposta em funcionamento Para melhor entendimento, vamos demonstrar um caso de uso da ferramenta.
  51. 51. 47 Considerando o ambiente de layout/configuração da Figura 28 abaixo: Figura 28 – Cenário de exemplo do funcionamento da ferramenta Fonte do Autor Posicionaremos o robô contador no inicio da trilha e ligamos (figura 29):
  52. 52. 48 Figura 29 – Cenário de exemplo com robô posicionado no inicio da trilha Fonte do Autor A partir deste momento, o robô começará a se locomover através das linhas guias, e a receber as informações enviadas pelas TAGs RFID ativas, todas essas informações serão armazenadas em memória interna do arduíno de 34k. Como demonstra a figura 30 a seguir: MEMÓRIA INTERNA ARDUÍNO ID000001 ID000002 ID000003
  53. 53. 49 Figura 30 – Robô em funcionamento e recebendo informações das TAGs RFID Fonte do Autor Quando passar por um checkpoint, consolida-se as informações no arquivo TXT contido na memória FLASH, ilustrada na figura 31 abaixo: MEMÓRIA INTERNA ARDUÍNO ID000001 ID000002 ID000003 ARQUIVO TXT – MEMÓRIA FLASH ID000001 ID000002 ID000003 MEMÓRIA INTERNA ARDUÍNO [LIMPA]
  54. 54. 50 Figura 31 – Consolidação das informações Fonte do Autor Para identificar o fim do processo de contagem e parada do robô, proponhamos utilizar as linhas guias, assim como fazemos para identificação dos Checkpoints, porém, para identificar o fim do processo, utilizaremos as 3 linhas guias na cor branca, conforme mostra figura 32 abaixo: B. Linhas Laterais Brancas A. Linha Central Branca Figura 32 – Representação das linhas guias para identificação do fim do processo Fonte do Autor Quanto a rotina do robô contador identificar essas 3 linhas guias, interpretará que é o fim do processo de contagem, realizará o ultimo Checkpoint consolidando as informações contidas em memória no arquivo na memória Flash e por conta da linha guia branca o robô para.
  55. 55. 51 Figura 33 – Identificação na trilha para representar o fim do processo Fonte do Autor Quando houver qualquer tipo de interrupção no processo, seja por questões de bateria ou qualquer outro motivo, o desenho do nosso processo é identificar aonde foi a parada do robô, solucionar o problema, como por exemplo substituindo as pilhas, recolocar o robô antes do ultimo Checkpoint passado e religá-lo. Assim a rotina identificará o arquivo na memória flash ainda em aberto, sem a TAG de identificação de fechamento [/READ] e voltará o processo de contagem quando identificar o primeiro Checkpoint da trilha. Para entendimento do processo da rotina utilizando o robô contador, vejamos o fluxograma abaixo:
  56. 56. 52 Figura 34 – Fluxograma do processo da proposta Fonte do Autor
  57. 57. 53 6 CONCLUSÃO Após realizarmos o estudo de caso identificamos fatores que podem ser melhorados visando os aspectos financeiros, baseado em algumas informações concluímos que com a sugestão da proposta para otimização do controle de inventário, garantimos que a contagem dos produtos pode ser agendada para o horário em que não há clientes, sendo assim podendo reverter o prejuízo dos R$ 212.583,46 por a loja estar fechada acrescentando o valor de R$ 19.313,20 pelos produtos não contabilizados, ou seja, não localizados no último Inventário. Em contrapartida com a implantação do robô móvel e as tags RFID no custo aproximado de R$ 20.308,00, será possível realizar a contagem de forma rápida e descartando a possibilidade de erros humanos no resultado da contagem.
  58. 58. 54 Referências Bibliografias ANDRÉ, Arduíno Uno. 2010. Disponível em http://multilogica-shop.com/Arduino-Uno. Acesso em 23/01/2012. BASTOS, Débora A; SILVA, Flávia M. Estudo e implementação de controladores para sistema RFID. 2007. Disponível em http://bdm.bce.unb.br/bitstream/10483/859/1/2007_D%C3%A9boraBastos_Fl%C3%A1via Silva.pdf. Acesso em 3/01/2012. BENTES, Arduíno: hardware e software open-source. 2011. Disponível em http://www.hardware.com.br/artigos/arduino/. Acesso em 23/01/2012. BERTAGLIA, Paulo Roberto Logística e gerenciamento da cadeia de abastecimento. 2. Ed. Ver. E atual. – São Paulo: Saraiva 2009. Pág. 334 – 337. CONGRESSO BRASILEIRO DE RFID, RFID "Identificação por freqüência de radio" 2012. Disponível em http://www.congressorfid.com.br/rfid/.Acesso em 20/03/2012. CHING, Hong Yuh. Gestão de Estoques na Cadeia de logística integrada: Supply Chain. 2.ed. São Paulo: Atlas S.A. 2001. GOMES, Carlos Francisco Simões; RIBEIRO, Priscilla Cristina Cabral – Gestão da cadeia de suprimentos integrada à tecnologia da informação [Em linha]. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2004. [Consult. 1 Abr. 2008]. Disponível em http://books.google.com/books?id=B06QoZ8jB8IC&hl=pt-PT. Acesso em 15/12/2011. FERREIRA, Quais são as novidades tecnológicas na robótica? 2008. Disponível em http://www.jornallivre.com.br/15386/quais-sao-as-novidades-teclogicas-na- robotica.html. Acesso em 23/01/2012. HARRIS, TOM. How Stuff Works - Como funcionam os robôs. Publicado em 16 de abril de 2002 (atualizado em 04 de junho de 2008). Disponível em http://informatica.hsw.uol.com.br/robos.htm. Acesso em 3/01/2012. JUNIOR, Levi F. L. A tecnologia de RFID no padrão EPC e soluções para implementação desta tecnologia em empilhadeiras. São Paulo 2006. Disponível emhttp://www.mbis.pucsp.br/monografias/Monografia_-_Levi_Ferreira.pdf. Acesso em 27/12/2011. MERCADO LIVRE, Arduíno Line Track - Seguidor De Linha - Robótica. 2012a. Disponível em http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-227707474-arduino-line-track- seguidor-de-linha-robotica_JM?redirectedFromParent=MLB218184075.Acesso em 13/02/2012.
  59. 59. 55 MERCADO LIVRE, Pilha Recarregável. 2012b. Disponível em: http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-449755970-pilha-recarregavel-aa-sony-2500- mah-original-4-unidades-_JM. Acessado em 03/12/2012. RAMOS, L.F.; NASCIMENTO, R.G. Redes RFID. Cuiabá – MT, 2007. – Centro federal de educação tecnológica de Mato Grosso, Departamento de Pós-graduação, Cuiabá, 2007. ROCHA, Luiz Cláudio C. V. Código de barras sem mistérios. Entre 2005 e 2010. Disponível em http://msdn.microsoft.com/pt-br/library/cc580676.aspx. Acesso em 3/01/2012. RRETIQUETAS, RFID. 2012. Disponível em http://www.rretiquetas.com.br/produtos/tecnologia/rfid/tags-especiais-para- plasticos/. Acesso em 13/02/2012. SANTINI, Arthur G. RFID: Conceitos, Aplicabilidades e Impactos. Rio de Janeiro: Editora Ciência Moderna, 2008. SANTOS, Leidson. RFID?2011. Disponível em http://tudosemfio.blogspot.com/2011/06/rfid.html. Acesso em 15/12/2011. TAIOLI, Flavio. Utilizando bem a rede de distribuição – Controle de Estoques. Disponível em www.alfacastelo.br/download/3_operacional_estoques. pps, 2011.Slides 09 – 12. Acesso em 10/10/2011. TATO EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS, CHASSIS TG007. 2012. Disponível em http://tato.ind.br/detalhe_produto.php?codigo_chave=135.Acesso em 13/03/2012. TATO EQUIPAMENTOS ELETRÔNICOS, LEITOR DE RFID. 2012. Disponível em http://www.tato.ind.br/detalhe_produto.php?codigo_chave=118#.Acesso em 13/03/2012. UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO, RFID, Disponível em http://www.gta.ufrj.br/grad/07_1/rfid/RFID_arquivos/Index.htm, [entre 2005 e 2010], acesso em 15/01/2012.

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